一种有源钳位反激式超级电容均压方法

串联超级电容组中单体间的电压不均衡会造成超级电容使用寿命缩短以及系统能效降低。针对传统反激式电压均衡电路开关管电压应力大、功率损耗大等问题,介绍了一种基于有源钳位的反激变换器串联超级电容储能组高效电压均衡方法。有源钳位电路实现了零电压开关,大大降低了功率损耗。分析了电路电压均衡原理及均压实现方法。对3个超级电容单体串联组成的串联储能系统进行了仿真和试验验证,结果证明了该电压均衡方法的可行性及有效性。     

基于线性自抗扰的超级电容储能变换器控制北大核心CSCD

针对超级电容储能系统应用于间歇性大功率场合外部扰动的随机性和非线性问题,通过分析超级电容储能系统结构和工作原理,基于超级电容器和三相交错并联双向直流变换器的工作特性分析和数学模型,提出了一种电压外环线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control, LADRC),电流内环PI移相均流控制的超级电容储能变换器控制方法,论述了线性自抗扰控制所需的参数整定过程,并在MATLAB/Simulink中进行仿真验证。结果表明,在直流母线电压与负载扰动的情况下,上述改进控制方法较PI控制可有效抑制直流母线电压波动,改善超级电容储能系统的动态响应速度和抗干扰能力。     

LTC6803-4在超级电容器组管理系统中的应用

针对超级电容器在串联使用过程中存在的单体电压差异大而导致超级电容器组的储能效率降低和加速老化的问题,提出了一种应用电池组监控芯片LTC6803-4的超级电容器组管理系统,实现超级电容器组的单体电压、温度监测和电压均衡等功能。实验结果表明,该方法检测精度高,速度快,功耗低,可对串联超级电容器组进行有效的监控和管理。     

基于协同控制的串联超级电容电压均衡策略

超级电容作为储能式轻轨的动力源,其性能非常重要,为此提出一种分布式协同控制策略来实现串联超级电容的电压均衡.在信息层将串联超级电容单体视为智能体,均压问题可建模成多智能体系统协同跟踪问题;将串联超级电容单体之间分散的通信网络利用有向图来描述;借助有界的S型饱和函数,基于最近邻原则,设计了有界的控制增益可调节的协同均压控制律;在假定有向图含有生成树的前提下,利用李亚谱诺夫函数,结合拉塞尔不变集原则,证明了整个闭环系统的渐近稳定性;利用仿真验证了所提出的协同控制策略的有效性和可行性.     

超级电容器ESR的测试方法研究

等效串联内阻(ESR)是超级电容器的主要电气参数之一,是影响超级电容性能的一个重要因素,准确测量ESR对研究超级电容器的特性和应用具有重要意义.测量ESR的主要方法有利用放电电压的跃变计算ESR、恒流充电法和时间常数法.本研究在对超级电容器等效模型进行分析和简化的基础上,利用超级电容器RC滤波电路的电压纹波计算出ESR,经过仿真比较,该方法方便准确.     

具有储能环节的电力电子变压器电能质量研究

为解决电力电子变压器无法抵抗电网电压中断这一问题,将储能环节与电力电子变压器相结合进行研究。其中储能环节由超级电容和双向DC/DC变换器所构成。当电网中发生电压中断时,具有储能环节的电力电子变压器可以维持其低压侧直流电压的稳定。给出储能环节中的主要参数与控制策略,在Simulink中建立仿真实验。仿真结果证实:具有储能环节的电力电子变压器具有抵抗电网电压中断的能力,使电网中的设备安全、稳定运行。     

一种大功率重频充电电流的分析与研制

为满足重频Marx装置中高压脉冲电容器组的快速充电需求,研制了一台采用超级电容预储能、全桥逆变升压、倍压整流、10路并联输出的高压电容器充电电源,输出电压-90 kV,平均充电功率6.5 kJ/s,对等效电容量为0.32μF的Marx装置进行5 Hz重频充电实验测试,电源系统运行良好,满足了小型化、可靠性设计指标。     

基于Ansoft的超级电容器的研究与仿真

超级电容器(Ultra capacitor)是近期发展起来的一种新型储能元件,针对超级电容在混合动力汽车起动发电系统的应用,介绍了超级电容的结构和模型,通过Ansoft-maxwell 2D的瞬态起动和发电仿真再次验证了超级电容在汽车ISAD系统中相对于蓄电池的明显优势.通过Ansoft的瞬态仿真计算验证了超级电容对汽车ISAD系统性能的改善性.     

一种超级电容器组均压电路研究

提出了一种基于串联谐振逆变器和电压倍增器的新型串联电容器组电压均衡电路。与传统的均压电路相比,该电压均衡电路主要由二个开关管和一个磁性元件组成,不需要庞大的电压检测电路和复杂的控制电路及反馈电路,从而简化了电路。对电路的工作原理进行详细分析,并对该方法进行了实验验证,实验表明该均衡电路具有很好的均压效果。     

阈值区间双向逼近的MMC电容电压均衡策略研究

子模块电容电压均衡是模块化多电平换流器正常运行、实现新能源发电并网的重要技术指标。为实现模块化多电平换流器三相各桥臂子模块的电容电压的均衡稳定,提出了一种基于传统最近电平逼近调制算法的均压策略,即阈值区间双向逼近的模块化多电平变换器(MMC)电容电压均衡策略。通过计算子模块电容电压均值以及最大、最小值,选取合适的阈值区间,根据子模块电容电压将子模块进行分组,优先投入阈值区间内子模块,再次从低于阈值下限、高于阈值上限的分组中选择需要投入的子模块,最终逼近输出参考值。利用Matlab/Simulink仿真平台搭建模块化多电平换流器模型,利用S-function编写均压策略控制程序,实现了所提均压策略的换流器仿真。仿真结果表明,该策略具有比传统算法更好的均压效果,能够降低开关损耗;并且,在电容初始电压不同的情况下,该策略具有更快的收敛效果。因此,该结果对进一步优化模块化多电平换流器具有重要意义。     

基于电磁储能的电网新能源消纳能力仿真分析

为合理调节电磁储能,在实现电网运动运行基础上加强新能源电能利用率,提出基于电磁储能的电网新能源消纳能力仿真分析方法.为准确地反映出电容器在工作过程中不同时间段内特征动态变化过程,采用改进后三支路模型对超级电容储能系统精确建模,根据超级电容恒流放电曲线完成三支路模型中等效电容值、串联电阻值和并联电阻值的辨识.对超级电容电...     

三相四线APF直流侧的T-S模糊均压控制

电容分裂中点式三相四线有源电力滤波器（APF）是解决三相四线电力系统谐波治理的有效方法,由于直流侧两组电容电压需要单独控制,增加了均压控制难度并直接影响补偿的效果。分析了该APF的电路拓扑,采用T-S模糊控制的方法对电容分裂中点式三相四线APF的直流侧均压控制进行建模,将直流侧两组电容电压分别作为输入前件变量,对电源电流实施反馈控制。设计的T-S模糊反馈控制器使APF直流侧两组电容电压实现自动均压,满足了APF对负载谐波的补偿控制要求。仿真及实验结果验证了所建立T-S模糊均压控制模型的有效性,APF直流侧两组电容的电压保持均衡,具有较高的稳态精度和良好的动态性能。     

超级电容驱动的电梯制动能量回馈损耗控制

为了有效回收电梯制动时的再生电能,降低系统损耗,提出一种储能回馈型电梯能量控制方案.方案利用超级电容的储能特性实现电梯系统的电能吸收与回馈,从而将制动产生的电能用于补充母线,对功率采取补偿.首先针对超级电容驱动设计了相应的充放电阈值、容量和功率约束,用以提高其充放电效率,以及和其它模块的匹配性.然后设计了基于超级电容与双向DC-DC的储能电路拓扑,根据归一化与约束分析,得到了占空比调节与纹波抑制的关系.最后,通过对超级电容模块及其效率分析,设计了不同功率等级下的交替工作策略,给出了不同功率等级下超级电容与DC-DC的工作状态、功率约束,有利于DC-DC对超级电容电压的控制,提升超级电容和DC-DC的综合效率.基于Simulink搭建仿真模型,结果表明在电梯制动过程中,超级电容能够准确及时的对制动能量进行回收,并且将回收的能量及时准确的回馈给母线,实现功率补偿的同时,也能避免功率波动,具有良好的驱动控制和能量管理能力,有效降低系统中的能量损耗,从而改善能效.     

一种振动自供能无线传感器的电源管理电路

针对振动能量采集器的输出功率过低不足以直接驱动无线传感器的问题,设计了振动自供能无线传感器的电源管理电路,根据调谐和阻抗变换原理对能量采集器进行了阻抗匹配,以最大功率对储能超级电容进行充电,对能量存储和电源管理电路的充放电特性进行了理论分析和实验验证。结果表明,该电路大幅度提高了采集器的输出功率和对储能超级电容充电的效率,当0.47 F超级电容电压达到0.6 V时,能量瞬间释放电路控制超级电容瞬间放电,成功驱动最大功耗为75 mW的无线传感器工作。     

超级电容器组备用电源管理方案的设计与实现

针对集散控制系统（DCS）需要具备掉电保护功能,在系统断电的情况下,对组态、过程数据进行保持的需求,对比分析了锂电池备用电源方案以及相关技术特点、难点和应用情形,设计了一套基于BQ33100芯片的超级电容器备用电源管理方案。该方案主要包括恒流充电、电压检测、电流检测、温度检测、电压均衡、SMBus串行通信、保护报警等,并利用恒流放电法对超级电容进行ESR和容值的测量,计算其健康状态。该方案应用在ECS-700系统中,经测试,该备用电源方案能够对超级电容器组进行有效的监测和管理,长期有效地为系统提供断电保护功能,确保了工业控制现场的安全。     

一种长寿高效Boost超级电容掉电保持后备电源

本文设计了一种掉电后备电源,采用超级电容作为储能元件可长期浮充,大电流放电,提高了使用寿命;采用升压型拓扑,优化了超级电容容量配置,可在5V@5A条件下,持续工作10s,并在电容因欠压停止工作时,可迅速关断输出,输出电压单调下降,不产生振荡,满足了大多数设备的需求.     

能量捕获传感网中吞吐量最大化的占空比方案

对于以超级电容为储能设备且工作在占空比模式下的能量捕获传感网,其节点的平均能量捕获速率和吞吐量均很大程度上取决于节点开始休眠时的电容电压和醒来工作时的电容电压。首先,通过理论分析证明传感器节点的能量捕获速率很大程度上取决于电容的即时电压值;然后,对节点的最大吞吐量问题进行建模;最后,提出一种最优化方案来确定开始休眠时的电容电压和醒来工作时的电容电压的最佳取值,从而最大化节点的吞吐量。实验表明,所提方案的吞吐量比已有占空比方案的吞吐量有明显的提高。     

超级电容的充放电控制策略研究

超级电容作为一种绿色环保、高效实用的新型储能装置,具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点。因此在众多领域有着巨大的应用价值和潜力。针对超级电容模组的额定电压为15V,功率为500W的实验平台,研究了电流电压双闭环控制特点,比较了恒压充电和先恒流再恒压充电的效果,在电流电压双闭环控制作用下,超级电容模组在放点是能够很好地跟踪功率的变化。达到了预期的实验目标。     

微网超级电容器储能系统的滑模控制策略研究

为改善微网运行不稳定的问题,针对与微网连接的超级电容器组储能装置的控制策略进行研究.储能装置由超级电容器组通过双向DC/DC变换器连接DC/AC变换器,通过滤波、升压后连入电网.通过对双向DC/DC转换器滑模控制的研究,使得任意操作条件均能正常工作,同时对运行中的稳定性进行了分析.最后,在Matlab中Simulink搭建储能系统仿真模型,验证了本文控制策略的可行性.     

储能型SVG的虚拟硬件在环仿真系统

该文提出一种由三相H桥逆变器、DAB变换器及超级电容构成的储能型SVG装置及相关控制策略。针对控制策略,该文在双闭环PI前馈解耦的控制策略中,引入相间电压均衡控制。针对仿真建模,由于虚拟硬件技术的加入,极大增加了仿真系统的完整性,增强了仿真的灵活性和工程实用价值,同时搭建油田抽油机装置,模拟电机运行工况。仿真结果表明,储能型SVG装置能很好地实现补偿特性,提高系统的功率因数,均衡三相直流侧电压,提高油田领域的电能质量。